命制化學(xué)實驗探究原創(chuàng)試題的實踐與思考

陳廷俊

摘要：分析了近年江蘇高考化學(xué)實驗探究試題的考查要求和命題特點，以鐵元素及其化合物實驗探究題的命制過程為例，闡述了命制原創(chuàng)試題的命題意圖和操作程序。通過對學(xué)生成績的統(tǒng)計分析，結(jié)合試題的難度、區(qū)分度和學(xué)生的答題錯誤，建議命制原創(chuàng)試題要關(guān)注材料的真實性、問題的層次性和思維的深刻性。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗；原創(chuàng)題；鐵元素及其化合物

文章編號：1005–6629（2015）1–0077–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 江蘇高考實驗探究題的考查要求和命題特點

2014年江蘇省普通高中《學(xué)業(yè)水平測試（選修科目）說明》在“考試內(nèi)容及要求”部分明確指出：（1）了解并初步實踐化學(xué)實驗研究的一般過程，掌握并應(yīng)用化學(xué)實驗的基本方法和技能；（2）具有較強的問題意識，能夠在給定情境中通過分析、判斷提出有探究價值的化學(xué)問題；（3）能設(shè)計解決簡單化學(xué)問題的實驗探究方案，能運用觀察、實驗、閱讀資料等多種手段收集證據(jù)，能運用比較、分類、歸納、概括等方法形成探究結(jié)論；（4）能對探究方案、探究過程、探究結(jié)論等進行分析、比較和評價，能用化學(xué)用語準(zhǔn)確地表達(dá)探究結(jié)果，并應(yīng)用探究結(jié)果解決相關(guān)問題[1]。

分析近四年江蘇高考實驗探究綜合題發(fā)現(xiàn)，試題均以真實的化學(xué)工業(yè)流程為命題材料，加強了對化學(xué)實驗原理、氧化還原反應(yīng)規(guī)律，物質(zhì)制備、分離、提純、檢驗，儀器選擇、實驗方案補寫與設(shè)計等知識點的考查。要求學(xué)生能讀懂工業(yè)流程和圖表信息，從化學(xué)視角分析解決實際問題，能根據(jù)要求正確補寫和設(shè)計化學(xué)實驗方案。試題注重對學(xué)生化學(xué)思維能力的考查，有一定的難度和具有較好的信度、區(qū)分度，體現(xiàn)了高中化學(xué)課程的“寬基礎(chǔ)、厚實踐、重能力”的特色。本文以鐵元素及其化合物實驗探究題的命制為例，闡述該類試題命制意圖和程序，并結(jié)合測試結(jié)果討論此類原創(chuàng)試題命制需注意的問題。

2 命題意圖

試題選用“工業(yè)上以FeSO4為原料制備CoxFe3-xO4”為命題材料，綜合考查學(xué)生在工業(yè)生產(chǎn)流程背景下對實驗原理的理解，加熱固體實驗儀器的選用，沉淀洗滌操作和現(xiàn)象、實驗關(guān)鍵步驟的理解，實驗方案的完善以及對題目所給信息的獲取、處理和應(yīng)用能力。引導(dǎo)中學(xué)教師重視實驗教學(xué)，重視培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)實驗?zāi)芰?，充分發(fā)揮化學(xué)實驗在學(xué)習(xí)中的作用。涉及的典型考點為：

（1）新情境下氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式的書寫。讓學(xué)生通過類比“FeSO4與NaOH反應(yīng)生成的Fe（OH）2不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化為Fe（OH）3”，書寫“向FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下攪拌生成FeOOH晶種的反應(yīng)的化學(xué)方程式”，重點考查學(xué)生運用氧化還原反應(yīng)規(guī)律解決問題的能力。

（2）化學(xué)實驗原理的考查?！吧L槽中放入鐵皮的目的”和“吹入空氣的作用”是步驟（1）中反應(yīng)的延續(xù)，讓學(xué)生通過分析鐵皮消耗生長槽中的H2SO4生成FeSO4，吹入的空氣又氧化FeSO4生成FeOOH，使晶種生長，進一步加深對化學(xué)反應(yīng)原理的理解和應(yīng)用。

（3）實驗室加熱固體操作的考查。FeOOH在200～ 300℃下加熱脫水生成Fe2O3，讓學(xué)生選擇相關(guān)實驗儀器，重點考查學(xué)生的實驗基本操作能力。

（4）實驗安全知識。主要考查H2（CO）等還原CuO（Fe2O3）時要先通入氣體排出裝置中的空氣，以防止發(fā)生爆炸。

（5）沉淀的洗滌操作。通過考查檢驗粗產(chǎn)品是否洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象，訓(xùn)練學(xué)生的實驗規(guī)范表達(dá)能力，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)SO4 2-的檢驗方法。

（6）制備CoSO4·7H2O晶體實驗步驟補充完善。主要考查學(xué)生閱讀和提取信息的能力，通過查閱Fe（OH）3、Fe（OH）2、Co（OH）2的溶度積，向?qū)W生提供相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH，讓學(xué)生找到分離Fe（OH）3沉淀的pH范圍。實驗補充完善的關(guān)鍵點是學(xué)生要能夠分析“LiCoO2→CoSO4”中鈷元素化合價是降低的，應(yīng)該選擇還原劑而不是氧化劑，加深對H2O2性質(zhì)的理解。

3 原創(chuàng)試題命制程序

江蘇化學(xué)高考按分?jǐn)?shù)確定等級：前5%為A+、5%～ 20%為A、20%～50%為B、50%～90%為C，屬于常模參照測驗。測量學(xué)家伊貝爾認(rèn)為常模參照考試試題的區(qū)分度在0.4以上表明此題的區(qū)分度很好，0.3～0.39表明此題的區(qū)分度較好，0.2～0.29表明此題的區(qū)分度不太好需修改，0.19以下表明此題的區(qū)分度不好應(yīng)淘汰。標(biāo)準(zhǔn)差越小，表明數(shù)據(jù)越聚集；標(biāo)準(zhǔn)差越大，表明數(shù)據(jù)越離散。標(biāo)準(zhǔn)差的大小因測驗而定，如果一個測驗是學(xué)術(shù)測驗，標(biāo)準(zhǔn)差大，表示學(xué)生分?jǐn)?shù)的離散程度大，更能夠測量出學(xué)生的學(xué)業(yè)水平。不同難度的題目對于不同水平的人來說區(qū)分度是不同的。鑒于全體受測者的能力分布往往是呈正態(tài)的，測驗中題目難度的分布也基本為正態(tài)分布，即難、中、易都有分布，中等難度題目最多。只有這樣才能保證整個測驗有較高的鑒別力。從統(tǒng)計結(jié)果來看：試題平均得分6分，難度0.4，區(qū)分度0.46，標(biāo)準(zhǔn)差0.82。試題偏難、具有較好的區(qū)分度。其中19-（1）（2）區(qū)分度較低，但從命題的預(yù)期要求來講，就是為了區(qū)分A等級，這與A等級占20%比例的要求基本一致，具有較高的效度和信度。同時，也反映了新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫依然是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，為下階段復(fù)習(xí)指明了方向。

5 對命制原創(chuàng)試題的思考

5.1 材料的真實性

選取真實材料和信息是命制高質(zhì)量原創(chuàng)試題的關(guān)鍵。倪娟認(rèn)為：“凡在學(xué)科知識角度或與社會化工實際生產(chǎn)領(lǐng)域相一致的題目就是真實的，而非真實性問題約定俗成地理解就是錯誤的知識或錯誤的情境，也就是不科學(xué)、不真實的。[4]”劉江田認(rèn)為：“原創(chuàng)的真實性化學(xué)試題能減少考試的練習(xí)效應(yīng)，有利于公平、客觀地考查學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和分析解決實際問題的能力，有效地遏制題海戰(zhàn)術(shù)，引導(dǎo)化學(xué)教學(xué)全面落實化學(xué)課程目標(biāo)。[5]”可見，命題材料的真實性可以拉近學(xué)生在校學(xué)習(xí)與今后社會實踐活動的距離，降低考生獲取和解讀信息的難度，克服學(xué)習(xí)內(nèi)容的抽象性，促進理解和記憶的保持；有利于學(xué)習(xí)的強化和遷移，有利于問題的設(shè)計和參考答案的編制，從而提高試題質(zhì)量。

5.2 問題的層次性

心理學(xué)研究表明，成功體驗對動機的激發(fā)作用大于失敗體驗，成功體驗不僅可對動機起強化作用，而且容易使學(xué)生產(chǎn)生成功感和自我滿足感。因此，原創(chuàng)試題在設(shè)計問題時要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和接受水平、課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說明的要求，兼顧各層次學(xué)生之間存在的個體差異，所設(shè)計問題的難度應(yīng)有區(qū)別，要有一定的梯度，突出層次性。好的試題是考生與化學(xué)的一次對話和交流，大部分考生看不懂和不會做的問題不是好問題，好的問題應(yīng)該讓學(xué)生感覺可讀、可做。實際上，在進行定稿之前的“磨題”，大部分時間是用來降低問題“門坎”，使問題更具層次感，為問題的解決提供認(rèn)知基礎(chǔ)，讓大多數(shù)考生都能“進門”。只有“進門”，才能有機會“解題”，才能獲得成功的體驗，不斷增強學(xué)習(xí)化學(xué)的自信心。

5.3 思維的深刻性

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（實驗）指出：高中化學(xué)課程評價既要促進全體高中學(xué)生在科學(xué)素養(yǎng)各個方面的共同發(fā)展，又要有利于高中學(xué)生的個性發(fā)展。高中階段測試應(yīng)重視考查學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、技能和方法分析和解決問題的能力，而不單是強化解答習(xí)題的技能，應(yīng)注意選擇具有真實情景的綜合性、開放性的問題，而不宜孤立地對基礎(chǔ)知識和基本技能進行測試[6]。顯然，高考越來越強調(diào)以“能力立意”的命題思想，試題多以化學(xué)基本原理和典型的物質(zhì)性質(zhì)為知識載體，從認(rèn)識分析實際問題角度設(shè)問，考查的內(nèi)容是對教材中常見實驗基本原理、操作技能的認(rèn)識和分析。因此，問題設(shè)計要充分體現(xiàn)化學(xué)實驗的實踐性和探究性，訓(xùn)練學(xué)生化學(xué)思維的深刻性。讓學(xué)生通過對化學(xué)實驗的分析和討論，根據(jù)問題的基本特征和化學(xué)信息進行多角度觀察、聯(lián)想、歸納、推理，抓住事物的本質(zhì)規(guī)律，深入理解問題的特征及知識點之間的聯(lián)系，學(xué)會透過現(xiàn)象看到問題的本質(zhì)，發(fā)展運用化學(xué)思想方法解決實際問題的思維能力。

后記：感謝南京市教研室劉江田老師和參與命題的陳懿、孫永輝、蔣金虎、戴建良、徐守兵、江偉老師！

參考文獻(xiàn)：

[1]江蘇省教育考試院. 2014年江蘇省普通高中《學(xué)業(yè)水平測試（選修科目）說明》（物理化學(xué)生物）[M].南京：江蘇教育出版社，2013：11，28.

[2]李和平.現(xiàn)代精細(xì)化工生產(chǎn)工藝流程圖解（第1版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014：2，316～318.

[3]丁慧，潘帥軍等.由鋰離子電池正極廢料制備電池級硫酸鈷的研究[J]，河南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007，35（2）：193～194.

[4]倪娟.論化學(xué)高考命題思想——真實性[J].化學(xué)教育，2013，（3）：37～41.

[5]劉江田.真實性化學(xué)問題命題研究[J].化學(xué)教育，2007，（1）：13～16.

[6]中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：35.